用AI控制底盘，华为在下一盘什么大棋？

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文｜刘俊宏
编｜王一粟
“线控底盘是高级自动驾驶的必然需求，毫无疑问将是未来汽车底盘系统发展的主导方向。”
中汽创智首席技术官周剑光在2023中国汽车供应链大会上，一语揭开了智能底盘的重要性。线控底盘，作为汽车智能底盘发展的必经之路，是对传统汽车底盘的电子化改造。在电信号替代传统底盘的机械信号后，汽车的操控可以实现“人机解耦”。
而当前，底盘已经在从电子化向智能化的方向发展。 在汽车传感器、智控集群、算力芯片对汽车悬架、电机等底盘配置的精细控制下，智能底盘支撑的智能驾控，是继智能驾驶、智能座舱之后，智能汽车争夺的第三大技术板块。
“智能底盘，才是真正能直接改变驾驶体验的板块。” 智界S7产品总监刘迪卿认为。
以智界S7上搭载的华为途灵智能底盘（下简称途灵底盘）为例，其CDC（可变阻尼减震器）可做到每秒1000次路面感知、100次阻尼调节，最大可减少近60%的冲击力。其空气悬架可以根据车速和不同驾驶工况，自动调节车身的高度和姿态。
如此一来，驾驶汽车就像在驾驭一匹“通人性的老马”，驾驶员只需控制速度和方向，其他的颠簸、避障、过弯等细节，汽车都能自行处理。


在软件定义汽车的年代，途灵底盘放大了华为本来就擅长的智能感知和智能控制的优势，让智能汽车能够提供与燃油车不同的操控性、舒适性、制动、安全等的驾乘体验。
在汽车智能化正式被消费者认可价值的2023年，智能底盘所提供的体验，也进一步放大了智能汽车的性价比。
另一边，同样嗅到智能底盘新风口的玩家们，也在加紧布局。例如比亚迪早先推出的云辇，宁德时代即将推出的智能滑板底盘，小米集团、北汽产投、蔚来资本等在2023年也分别投资多家汽车智能底盘相关公司。
汽车巨头们的押注，让汽车智能底盘“摇身一变”成为继智驾、智仓后，全新的汽车智能化“兵家必争之地”。
不颠、不晃，30万做到百万级的驾乘体验？

还记得，二十年前乘坐旅游大巴，通过一条充满急转弯和坑洼土路的那个下午。在导游让大家稍微忍耐下这“特色按摩路”的几分钟后，几乎整辆大巴的乘客都开始晕车。
如果汽车乘坐时可以“不颠、不晃”，就好了。
为了实现“不颠、不晃”的目标，过往的车企们通常在底盘上下功夫。例如奔驰在奔驰E级上采用了空气悬架+可调节阻尼的减震器来增强减震效果。在奔驰S级上还搭载了能够检测前方路况并提前调整悬架“软硬”的主动悬挂系统，最终实现了减少汽车纵向振动的效果。而在减小横向的“晃动”感知上，宝马在X5、X6上引入扭矩矢量分配，让汽车转向在差速器的基础上更合理地分配动力，从而实现转弯更稳的效果。
奔驰、宝马的方案，在过往的燃油车时代独领风骚。但如今，再看过去的王者，动辄大几十万甚至上百万的产品售价，传感器更依赖被动感知的适配策略，多少不太适应当前内卷的中国智能车市场。
如今，汽车乘坐体验实现奔驰、宝马同样的效果，华为在智界S7上已经把产品售价打到了30万元以内。
而这得益于，“软件定义底盘”的能力——途灵底盘的多模态感知和多域协同控制。


首先是整体硬件配置层面，华为在途灵底盘上搭载了DriveONE 800V碳化硅高压动力平台，采用前双叉臂后五连杆独立悬架的设计，配合横向稳定杆，配备CDC可变阻尼减振器和空气悬架。
拆解途灵底盘的硬件构成，其中，动力平台主要时提供动力的电机和高效的充放电平台。前双叉臂后五连杆独立悬架，主要是在利用前虚拟主销双叉臂的侧倾少、冲击小、稳定性高的效果，提升底盘的抗扰动能力。再结合后置的五连杆独立悬架，兼顾舒适性和操控性。
在减少汽车纵向振动的部分，途灵底盘搭建了CDC+空悬自适应汽车工况的能力。在接入传感器，最高实现每秒1000次路面感知下，CDC控制阀可以根据路面的感知结果进行每秒多达百次的精细阻尼调节控制。同时，在CDC的配合下，空气悬架同样能够自动调节车身的高度和姿态。综合下来，CDC减震器最大可以减少约60%的冲击力。
另一边，在减少汽车横向“晃动”的部分，途灵底盘优化了之前业内的TVC（Torque Vector Control 扭矩矢量控制）方案。TVC的原理是汽车自主每秒100次扫描路面后，会自动判断汽车过弯时是否会出现动力不足的情况。随后，系统会根据计算结果，通过控制差速器齿轮将引擎动力重新分配到驱动轮上，并在过弯过程中根据实际观测数值不断调整具体动力输出，从而实现汽车过弯更平稳，乘客减少身体晃动。


在途灵底盘的优化后，原本TVC的“预估计算、动力分配、边跑边调”的“三步走”，增加了更精准的判断能力。


通过“运动+”模式的控制图可以看到，途灵底盘显示添加了弯道检测模块，实时识别当前弯道更精准的几何特征。以更精准的弯道建模，应对现实中形状远比测试场地复杂的实际路况。另一边，途灵底盘将汽车入弯和出弯两个状态进行区分，更细致地控制动力分配来实现推头入弯或甩尾出弯。
换句话说，在途灵底盘优化后的TVC中，汽车横向晃动控制可以更加精细化。从而实现汽车在测试场地情况下多提升2-7个百分点的成绩。汽车乘坐晃动体验（横纵向加速度）优于 Taycan 4S和Model S。
从最终的实现效果来看，途灵底盘在结合并运算了更多更复杂的传感器数据后，实现了汽车“不颠、不晃”的乘坐体验优化。
不过，途灵底盘的相对于传统汽车底盘的智能化改造，并不仅限于传感器和车载算力的提升。来自综合汽车智仓、智驾、智控的多模态感知和控制能力才是途灵底盘真正的“威力”。
定义智能底盘，硬件是基础、AI是上限

“算法是最重要的。” 刘迪卿强调。
正如一个好的手机系统，能够合理地感知并控制调配软硬件的能力，将手机的操控体验最大化地释放。
智能汽车，同样也需要智能底盘的感知和精细控制能力，来将汽车硬件、动力、传感器、智驾等功能结合并发挥到极致。


首先是在汽车感知层面，途灵底盘引入了MFSS（多模态融合感知系统）来为汽车回答“我是谁”和“我要干什么”的问题。
在汽车状态感知（iVSE）中，其原理是通过车载的多组内部传感器相互作用，先得到大致汽车当前状态的预估。接下来，汽车在结合外部传感器采集的道路信息后，从而完整判断当下汽车的“置身处地”，最后再对汽车进行车辆控制。
另一边，在汽车路面预瞄（RSS）中，汽车通过智驾感知系统的摄像头（或激光雷达）提前识别路面信息。从而根据路面的不同状态（路面材质、摩擦力、粗糙度等）提前对CDC进行调节。从而，比以前的被动式检测方案做到“先知先控”。
而iVSE和RSS叠加之后的效果，正如刘迪卿所展示的“车辆状态和道路，实际上是为下一秒的行动做铺垫”。
例如，当车辆通过四轮转速、方向盘转角、横摆角速度等值进行计算，得出汽车当前正在通过颠簸路段的状态预估。接下来，汽车通过摄像头、激光雷达发现，当前路面是正在直行下坡通过连续减速带路段。那么汽车在MFSS的多模态感知下，汽车可以自动调整电机降低转速、CDC按照前方即将通的到减速带有节律地调“软”。


也正是基于MFSS对汽车“即时测量，即时精细控制”的能力，途灵底盘才能实现被余承东称之为“越开越好开”的HUAWEI DATS 3.0动态自适应扭矩系统（下简称DATS）。
DATS的引入，主要是为了解决新能源汽车动力响应和人体感知之间的差异。例如还不太熟悉新能源汽车动力特点的司机驾驶时，汽车在动力系统的“即踩即给油，不踩马上动力回收”下，驾驶体验“充满卡顿”。
途灵底盘的解决方案是在传统新能源汽车在ESP（电子车身稳定系统）-VCU（整车控制器）-MCU（汽车控制单元）-电机-车轮的单向控制下，添加了一条电机与MCU双向通信通道。如此一来，MCU可以“自助”评估并调整电机输出的扭矩符合预期。而不再需要每次等待驾驶员操控意图的VCU和ESP从上至下“发号施令”。从而将电机扭矩响应时延从100ms大幅降至4ms，进而可以对电机输出扭矩的精细控制。


具体应用，除了降低汽车转弯横向的晃动外的TVC外，还能应用于汽车电子防滑控制（eASC）和与液压制动协同的协同拖曳扭矩控制技术（CDTC）中。从而减少轮胎打滑和刹车力道不均的现象，提高汽车在极端路况行驶的安全性。
在最后，基于MFSS和DATS功能，途灵底盘通过xMotion智能车身协同控制系统（下简称xMotion）彻底杜绝了电动汽车在电机响应和动能回收下的“行车抖动问题”。
在具体功能上，xMotion分为自适应减振控制（ADC）和智能舒适制动（ICB）两项。其原理还是在MFSS的数据融合感知下，对汽车颠簸和启停时的悬架（或CDC）和电机精细控制，从而减少在行驶及制动过程中的颠簸和冲击感。
总体来看，智能底盘的核心架构是以智能汽车对内外部状态的“全知全能”为基础的精细控制。
而当汽车足够了解“自己”之后，车载算力才能针对性地依照算法提供更好的乘坐体验、主动安全和可操控性。智能汽车也能顺着不断优化算法的路径，持续地OTA升级，最终达到越开越好开的效果。
正如刘迪卿所规划的，“就像手机一样，快速迭代产品的能力。让消费者每个月都期待有OTA新功能，并使之成为全新的销售获客核心要素”。
来自智能汽车在智能化、安全、操控、乘坐体验的全方位加分，自然也让智能底盘成为了整个汽车行业都在盯的“香饽饽”
加码智能底盘，备战汽车智能化升级

感知融合加上精细控制的设计思路，在汽车行业内早已不是秘密，虽然智能化程度没有华为这么高，但也是各有千秋。
通过已经“在路上”的玩家表现可以看出，汽车智能底盘在除了电子化改造传统配件之外，还在尝试解锁智能底盘对汽车实现更充分的控制。
蔚来在ES6上，就采用了ICC底盘域控制器，集成了调节CDC、空悬、冗余控制等功能。比亚迪在4月发布的云辇上，也强调了在底盘结构件上搭配感知、决策和执行的分层。甚至在发布会上，比亚迪还表演了一波智能底盘控制汽车跳起来的操作，展示了汽车智能底盘已经能够获取汽车的完整操控能力。
而巧合的是，智能底盘在结合汽车感知、决策、执行后，由精细控制带来的高精度、快响应、安全稳定的执行系统也正是自动驾驶实现的必要条件。
如今，伴随着我国自动驾驶在政策层面的规范，比亚迪云辇率先炫技，华为的图灵智能底盘跟着智界S7成为又一个实装汽车智能底盘的玩家。后方蓄势待发的还有宁德时代的智能滑板底盘，外加众多其他整车厂的以投代研，汽车行业对智能底盘的期待也变得越来越高。
对于智能底盘的搭载智能汽车的终极形态，东风汽车技术中心架构开发中心总监叶晓明畅想道，“未来汽车的整体技术趋势，将是上车体的装配会根据千差万别的客户需求趋于定制化，而下车体则会高度集成，线控底盘、分布式驱动等一系列模块化技术，将成为未来底盘平台开发的关键技术方向”。
而融合之后的智能底盘，亦将从智能汽车工业中褫夺一大块蛋糕。
“国内每年汽车销量在2600万台左右，如果自动辅助驾驶技术完全普及，则至少有2000万台汽车需要使用线控底盘技术。线控制动、线控转向、线控悬架三大线控底盘系统的单车价值约为1万元，等于一年的国内市场规模为2000亿元。”曾获小米产投、东风资管、北汽产投等知名资本机构投资的同驭汽车，其董事长兼总经理舒强对智能底盘的行业空间如此测算道。
不过，虽然智能底盘当前已经陆续有玩家开始实装，但智能底盘的进化仍还有诸多问题有待解决。
当光锥智能向刘迪卿问及当前技术发展难重点时，“多模态融合感知和控制，这里面主要的难点在哪里？刘迪卿对此也坦诚答道，“时延、算力分配、传感器冗余，既是难点也是重点”。
眼见着，一场夹杂着自动驾驶升级战的智能底盘“卡位战”一触即发。今天AI控制底盘的能力，会在2024年的北京车展上变得普及吗？

来源：https://view.inews.qq.com/k/20231207A06C3800
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